【命题分析】导体切割磁感线或磁通量变化过程,在回路中产生感应电流,机械能转化为电能。电流通过导体受到安培力作用或通过电阻发热、电能转化为机械能或内能。因此电磁感应过程总是伴随着能量的转化。利用能量守恒定律解答电磁感应中能量问题,快捷方便。
高考对电磁感应与能量的考查难度中等或偏难。 例1(2011天津理综物理第12题)如图所示,两根足够长的光滑平行金属导轨mn、pq间距为l=0.5m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒质量均为m=0.02kg,电阻均为r=0.01ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度b=0.2t,棒ab在平行于导轨向上的力f作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒cd恰好能够保持静止。取g=10m/s2,问:(1)通过棒cd的电流i是多大,方向如何?(2)棒ab受到的力f多大?(3)棒cd每产生q=0.1j的热量,力f做的功w是多少?【解析】(1)棒cd受到的安培力fcd=ilb,棒cd在共点力作用下平衡,则fcd=mgsin30°